本发明专利技术公开了一种聚苯醚石墨烯质子膜，它是由下述重量份的原料组成的：溴己烷2‑4、聚苯醚100‑120、苯并三氮唑改性石墨烯10‑13、2‑巯基苯并咪唑0.6‑1、乙酸异丁酸蔗糖酯0.1‑0.2、硼化钼1‑2、二月桂酸二丁基锡0.5‑1、分散剂1‑2、蓖麻油酸3‑4，本发明专利技术实现了石墨烯与聚苯醚间的分散相容性，从而提高了成品的力学稳定性，而通过苯并三氮唑改性可以提高质子膜的质子电导率，提高成品的品质。
A proton membrane of polyphenylene ether graphene and its preparation method
The invention discloses a polyphenyl ether graphene proton membrane, which is composed of the following weight components of raw materials: brohehexane 2 8204, polyphenyl eth100 820, benzotriazozole modified graphite 10 13, benzotriazozozozozozozozozozozomodified graphite 10 82013, 2, 2, 2, isobutyl acetisobutyl sucrocrocrose ester0.1 8200.0.2, molybborborborborborboride 1 8202, dimolyb1 2, dilaulauric dididididibutbutbutbutbutyl tin 0.5 5 tin 0.5 1 1 1 1 1 1, dispersdispersant 1 8209 1, 2, dispersant 1 8202, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 3 ricricricricRealization The dispersion compatibility between graphene and polyphenylene ether was improved, and the mechanical stability of the product was improved. The proton conductivity of the proton membrane and the quality of the product were improved by modification with benzotriazole.
【技术实现步骤摘要】
一种聚苯醚石墨烯质子膜及其制备方法
本专利技术属于质子膜领域，具体涉及一种聚苯醚石墨烯质子膜及其制备方法。
技术介绍
聚苯醚（PPO）是一种广泛应用的热塑性材料，具有良好的机械性能和耐水性，收缩率低，无毒，密度小，特别是PPO结构中无强极性基团，电性能稳定，可在广泛的温度、湿度及频率范围内保持良好的电性能，且PPO分子结构简单，可以针对不同的要求进行各种改性，磺化聚苯醚（SPPO）具有优异的电化学性能，过去被用在离子交换膜和荷电压滤膜上，而且SPPO具有良好的热稳定性，因此SPPO被认为是一种较好的质子导电材料，可应用在燃料电池中。但是磺化聚苯醚的导电率，相比全氟磺酸Nafion膜来说，有比较大的差距。而通过离子导电增强改性是解决这一问题的好方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种聚苯醚石墨烯质子膜及其制备方法。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种聚苯醚石墨烯质子膜，它是由下述重量份的原料组成的：溴己烷2-4、聚苯醚100-120、苯并三氮唑改性石墨烯10-13、2-巯基苯并咪唑0.6-1、乙酸异丁酸蔗糖酯0.1-0.2、硼化钼1-2、二月桂酸二丁基锡0.5-1、分散剂1-2、蓖麻油酸3-4。所述的分散剂为聚山梨酯80。所述的苯并三氮唑改性石墨烯的制备方法，包括以下步骤：取氧化石墨烯，加入到其重量6-8倍的异丙醇中，升高温度为60-70℃，加入三乙胺，保温搅拌10-13小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得胺化石墨烯；取胺化石墨烯，加入到其重量16-20倍的二甲基甲酰胺中，超声分散1-2小时，送入到55-60℃的恒温水浴中，加入苯并三氮唑，保温搅拌16-20小时，出料，过滤，将沉淀水洗，送入烘箱中，在85-90℃下干燥完全，即得所述苯并三氮唑改性石墨烯。所述的氧化石墨烯、三乙胺、苯并三氮唑的重量比为35-40：3-4：0.1-0.2。一种聚苯醚石墨烯质子膜的制备方法，包括以下步骤：（1）取溴己烷，加入到其重量3-5倍的二甲基甲酰胺中，超声10-14分钟；（2）取2-巯基苯并咪唑，加入到其重量2-4倍的异丙醇中，在60-65℃下保温搅拌10-20分钟，得醇溶液；（3）取聚苯醚，加入到其重量4-7倍的二甲基甲酰胺中，超声10-20分钟，与上述溴己烷的二甲基甲酰胺溶液混合，送入到70-75℃的恒温水浴中，加入上述醇溶液、聚山梨酯80，保温搅拌10-15小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，80-85℃下干燥完全，得溴化改性聚苯醚；（4）取上述溴化改性聚苯醚，加入到其重量30-40倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得聚苯醚酰胺溶液；（5）取硼化钼、蓖麻油酸混合，在55-60℃下保温搅拌1-2小时，加入到混合料重量10-15倍的二甲基甲酰胺中，超声10-20分钟，与上述苯并三氮唑改性石墨烯混合，超声20-30分钟，得改性石墨烯分散液；（6）取上述聚苯醚酰胺溶液、改性石墨烯分散液混合，加入乙酸异丁酸蔗糖酯、二月桂酸二丁基锡，在40-50℃下超声1-2小时，倒入培养皿中，放入真空干燥箱在70-85℃下真空干燥20-30小时，待膜成型后，放入95-105℃的恒温干燥箱处理1-2小时，揭膜，鼓风干燥，即得所述聚苯醚石墨烯质子膜。本专利技术的优点：本专利技术首先采用三乙胺处理氧化石墨烯，然后通过苯并三氮唑改性，得到苯并三氮唑改性石墨烯，之后以溴己烷为原料改性聚苯醚，再与苯并三氮唑改性石墨烯的二甲基甲酰胺溶液共混，进行插层改性，从而实现了石墨烯与聚苯醚间的分散相容性，从而提高了成品的力学稳定性，而通过苯并三氮唑改性可以提高质子膜的质子电导率，提高成品的品质。具体实施方式实施例1一种聚苯醚石墨烯质子膜，它是由下述重量份的原料组成的：溴己烷4、聚苯醚120、苯并三氮唑改性石墨烯13、2-巯基苯并咪唑1、乙酸异丁酸蔗糖酯0.2、硼化钼2、二月桂酸二丁基锡1、分散剂2、蓖麻油酸4。所述的分散剂为聚山梨酯80。所述的苯并三氮唑改性石墨烯的制备方法，包括以下步骤：取氧化石墨烯，加入到其重量8倍的异丙醇中，升高温度为670℃，加入三乙胺，保温搅拌13小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得胺化石墨烯；取胺化石墨烯，加入到其重量20倍的二甲基甲酰胺中，超声分散2小时，送入到60℃的恒温水浴中，加入苯并三氮唑，保温搅拌20小时，出料，过滤，将沉淀水洗，送入烘箱中，在90℃下干燥完全，即得所述苯并三氮唑改性石墨烯。所述的氧化石墨烯、三乙胺、苯并三氮唑的重量比为40：4：0.2。一种聚苯醚石墨烯质子膜的制备方法，包括以下步骤：（1）取溴己烷，加入到其重量5倍的二甲基甲酰胺中，超声14分钟；（2）取2-巯基苯并咪唑，加入到其重量4倍的异丙醇中，在65℃下保温搅拌10-20分钟，得醇溶液；（3）取聚苯醚，加入到其重量7倍的二甲基甲酰胺中，超声20分钟，与上述溴己烷的二甲基甲酰胺溶液混合，送入到75℃的恒温水浴中，加入上述醇溶液、聚山梨酯80，保温搅拌15小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，85℃下干燥完全，得溴化改性聚苯醚；（4）取上述溴化改性聚苯醚，加入到其重量40倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得聚苯醚酰胺溶液；（5）取硼化钼、蓖麻油酸混合，在60℃下保温搅拌2小时，加入到混合料重量15倍的二甲基甲酰胺中，超声20分钟，与上述苯并三氮唑改性石墨烯混合，超声30分钟，得改性石墨烯分散液；（6）取上述聚苯醚酰胺溶液、改性石墨烯分散液混合，加入乙酸异丁酸蔗糖酯、二月桂酸二丁基锡，在50℃下超声2小时，倒入培养皿中，放入真空干燥箱在85℃下真空干燥30小时，待膜成型后，放入105℃的恒温干燥箱处理2小时，揭膜，鼓风干燥，即得所述聚苯醚石墨烯质子膜。实施例2一种聚苯醚石墨烯质子膜，它是由下述重量份的原料组成的：溴己烷2、聚苯醚100、苯并三氮唑改性石墨烯10、2-巯基苯并咪唑0.6、乙酸异丁酸蔗糖酯0.1、硼化钼1、二月桂酸二丁基锡0.5、分散剂1-2、蓖麻油酸3。所述的分散剂为聚山梨酯80。所述的苯并三氮唑改性石墨烯的制备方法，包括以下步骤：取氧化石墨烯，加入到其重量6倍的异丙醇中，升高温度为60℃，加入三乙胺，保温搅拌10小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得胺化石墨烯；取胺化石墨烯，加入到其重量16-20倍的二甲基甲酰胺中，超声分散1小时，送入到55℃的恒温水浴中，加入苯并三氮唑，保温搅拌16小时，出料，过滤，将沉淀水洗，送入烘箱中，在85℃下干燥完全，即得所述苯并三氮唑改性石墨烯。所述的氧化石墨烯、三乙胺、苯并三氮唑的重量比为35：3：0.1。一种聚苯醚石墨烯质子膜的制备方法，包括以下步骤：（1）取溴己烷，加入到其重量3倍的二甲基甲酰胺中，超声10分钟；（2）取2-巯基苯并咪唑，加入到其重量2倍的异丙醇中，在60℃下保温搅拌10-20分钟，得醇溶液；（3）取聚苯醚，加入到其重量4-7倍的二甲基甲酰胺中，超声10分钟，与上述溴己烷的二甲基甲酰胺溶液混合，送入到70℃的恒温水浴中，加入上述醇溶液、聚山梨酯80，保温搅拌10小时，出料，抽滤，将滤饼水洗，送入烘箱中，80℃下干燥完全，得溴化改性聚苯醚；（4）取上述溴化改性聚苯醚，加入到其重量30倍的二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，得聚苯醚酰胺溶液；（5）取硼化钼、蓖麻油酸混合本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种聚苯醚石墨烯质子膜，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：溴己烷2‑4、聚苯醚100‑120、苯并三氮唑改性石墨烯10‑13、2‑巯基苯并咪唑0.6‑1、乙酸异丁酸蔗糖酯0.1‑0.2、硼化钼1‑2、二月桂酸二丁基锡0.5‑1、分散剂1‑2、蓖麻油酸3‑4。
【技术特征摘要】
1.一种聚苯醚石墨烯质子膜，其特征在于，它是由下述重量份的原料组成的：溴己烷2-4、聚苯醚100-120、苯并三氮唑改性石墨烯10-13、2-巯基苯并咪唑0.6-1、乙酸异丁酸蔗糖酯0.1-0.2、硼化钼1-2、二月桂酸二丁基锡0.5-1、分散剂1-2、蓖麻油酸3-4。2.根据权利要求1所述的一种聚苯醚石墨烯质子膜，其特征在于，所述的分散剂为聚山梨酯80。3.根据权利要求1所述的一种聚苯醚石墨烯质子膜，其特征在于，所述的苯并三氮唑改性石墨烯的制备方法，包括以下步骤：取氧化石墨烯，加入到其重量6-8倍的异丙醇中，升高温度为60-70℃，加入三乙胺，保温搅拌10-13小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得胺化石墨烯；取上述胺化石墨烯，加入到其重量16-20倍的二甲基甲酰胺中，超声分散1-2小时，送入到55-60℃的恒温水浴中，加入苯并三氮唑，保温搅拌16-20小时，出料，过滤，将沉淀水洗，送入烘箱中，在85-90℃下干燥完全，即得所述苯并三氮唑改性石墨烯。4.根据权利要求3所述的一种聚苯醚石墨烯质子膜，其特征在于，所述的氧化石墨烯、三乙胺、苯并三氮唑的重量比为35-40：3-4：0.1-0.2。5.一种如权利要求1-4中任一所述的聚苯醚石墨烯质子膜的制备方法，其...
【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：朱雪梅，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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